쿨스 “HBM 후공정의 병목은 열”…ISMP 2026서 본딩 사이클 단축 기술 발표

쿨스(대표 조진현)가 내달 4일 부산 파라다이스 호텔에서 열리는 국제 마이크로전자 패키징 심포지엄(ISMP 2026)에서 구두 발표에 나선다고 13일 밝혔다. 발표 주제는 HBM 열압착 본딩과 광공동패키징(CPO) 접합에 공통 적용되는 '선택적 에너지 결합' 플랫폼이다. 접합에 필요한 열을 패키지 전체가 아니라 접합 계면에만, 필요한 순간에만 전달해 공정 속도를 높이면서 주변 구조의 열 노출을 줄이는 방식이다.

SK하이닉스가 19조원을 들여 청주에 첨단 패키징 팹 P&T7을 짓고, 삼성전자와 SK하이닉스가 사내 후공정 라인을 HBM에 우선 배정하는 등 HBM 공급량은 후공정 처리 능력에서 결정되는 국면이다. 이 처리 능력을 묶는 것이 열이다. HBM을 한 단 쌓을 때마다 접합부를 가열했다 식혀야 하고, 이 냉각 시간이 본딩 장비의 처리 물량을 정한다. 반복되는 가열과 냉각은 하부 층에 열이력과 응력도 누적시킨다.

쿨스는 처리 속도와 열 손상이라는 두 문제를 하나의 원리로 접근했다. 이번 발표 '서멀클러치와 옵티컬클러치: HBM 본딩과 광공동패키징을 위한 선택적 에너지 결합 플랫폼'은 초록 심사를 거쳐 구두 발표로 채택됐다.

HBM 열압착 본딩용 서멀클러치는 접합 직후 고열전도 질화알루미늄 열수용체를 히터에 접촉시켜 고체 전도로 열을 빼내고, 다음 칩을 정렬하는 동안 열수용체를 재생해 냉각 시간을 공정 주기에서 뺀다. 쿨스는 양산용 열압착 본딩 히터를 개조한 검증에서 11×11mm HBM3E 칩 기준 본딩 사이클을 7.0초에서 3.4초로 51% 단축했다. 히터 구조를 바꾸지 않은 상태에서 10회 반복 측정한 결과다.

CPO 접합용 옵티컬클러치는 같은 원리를 빛으로 구현한다. 1.45~1.60마이크로미터 파장의 빛이 실리콘 광집적회로를 통과해 접합 계면의 금속층에서만 흡수되고, 주변으로 열이 퍼지기 전에 가열이 끝난다.

조진현 대표는 "접합에 필요한 것은 계면의 열이지 패키지 전체의 열이 아니다"라며 "후공정 경쟁은 같은 장비로 얼마나 많이, 덜 손상시키며 붙이느냐의 싸움"이라고 말했다.

쿨스는 올해 4월 설립된 반도체 패키징 기술기업으로, 특허 2,713건을 출원했다. 조진현 대표는 서울대 기계공학 학·석사, 미시간대 열전달공학 박사로 삼성전자 영상디스플레이사업부에서 마스터로 28년간 근무했다.